棒束內(nèi)超臨界水流動(dòng)傳熱行為是超臨界水堆堆芯熱工水力研究的重要內(nèi)容，但由于實(shí)驗(yàn)技術(shù)和成本的限制，針對(duì)棒束內(nèi)超臨界流體流動(dòng)傳熱的實(shí)驗(yàn)研究十分有限，目前針對(duì)棒束超臨界水流動(dòng)傳熱的研究以數(shù)值分析為主。本文針對(duì)上海交通大學(xué)超臨界流體實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的四棒束內(nèi)超臨界水流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)軟件CFX進(jìn)行數(shù)值模擬,研究了不同湍流模型對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了定位格架、流動(dòng)方向以及節(jié)徑比對(duì)棒束通道內(nèi)流體流動(dòng)傳熱的影響。計(jì)算結(jié)果表明，超臨界組件通道中的湍流流動(dòng)具有強(qiáng)烈的各向異性特征，所以雷諾應(yīng)力SSG模型較渦粘性SST模型對(duì)棒束內(nèi)超臨界流體流動(dòng)傳熱的模擬更為準(zhǔn)確。定位格架的存在會(huì)顯著提高格架下游流體交混,顯著提高下游加熱棒的傳熱特性從而出現(xiàn)格架下游壁溫陡降，使得加熱棒周向壁面溫度分布更加均勻，同時(shí)使得加熱棒周向最高溫度位置也發(fā)生改變。棒束內(nèi)超臨界流體下降流動(dòng)時(shí)較上升流的子通道質(zhì)量流率分布更加均勻。在相同主流溫度下，P/D比為1.18的棒束包殼外壁面溫度較低，周向溫度分布更加不均勻，子通道流體溫度有所提高，說(shuō)明緊密布置燃料組件可以增強(qiáng)棒束內(nèi)流體與加熱棒壁面間的換熱情況。 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：116 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.2 數(shù)值模擬研究
    1.3 研究意義及本文內(nèi)容
第二章 試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)回路及流程
    2.2 實(shí)驗(yàn)本體介紹
    2.3 實(shí)驗(yàn)工況和結(jié)果
第三章 數(shù)值計(jì)算模型
    3.1 數(shù)值傳熱簡(jiǎn)介
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 數(shù)值方法簡(jiǎn)介
    3.2 湍流模型
        3.2.1 模擬方法簡(jiǎn)介
        3.2.2 湍流模型分類(lèi)
    3.3 網(wǎng)格劃分
    3.4 邊界條件設(shè)置
    3.5 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性檢驗(yàn)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 湍流模型分析
    4.1 湍流模型對(duì)溫度場(chǎng)的影響
        4.1.1 包殼壁面溫度分布
        4.1.2 流體溫度分布
        4.1.3 子通道換熱特性
    4.2 湍流模型對(duì)流場(chǎng)的影響
        4.2.1 子通道流體流率軸向分布
        4.2.2 截面二次流速度矢量分布
        4.2.3 特征線主流相對(duì)速度分布
        4.2.4 子通道平均湍動(dòng)能軸向分布
    4.3 本章小結(jié)
第五章 定位格架影響
    5.1 定位格架對(duì)壓降的影響
    5.2 定位格架對(duì)溫度的影響
        5.2.1 包殼壁面溫度分布
        5.2.2 流體溫度分布
        5.2.3 包殼外壁面熱流密度分布
        5.2.4 子通道換熱特性
    5.3 定位格架對(duì)流場(chǎng)的影響
        5.3.1 子通道質(zhì)量流率分布
        5.3.2 截面二次流速度矢量分布
        5.3.3 子通道平均湍動(dòng)能軸向分布
        5.3.4 棒束間隙交混作用
    5.4 本章小結(jié)
第六章 流動(dòng)方向影響
    6.1 流動(dòng)方向?qū)航档挠绊?br>    6.2 流動(dòng)方向?qū)囟葓?chǎng)的影響
        6.2.1 包殼壁面溫度分布
        6.2.2 流體溫度分布
        6.2.3 包殼外壁面熱流密度分布
        6.2.4 子通道換熱特性
    6.3 流動(dòng)方向?qū)α鲌?chǎng)的影響
        6.3.1 子通道流體質(zhì)量流率軸向分布
        6.3.2 截面二次流速度矢量分布
        6.3.3 特征線主流速度分布
        6.3.4 子通道平均湍動(dòng)能軸向分布
        6.3.5 棒束間隙交混作用
    6.4 本章小結(jié)
第七章 棒節(jié)徑比影響
    7.1 棒節(jié)徑比對(duì)壓降的影響
    7.2 棒節(jié)徑比對(duì)溫度場(chǎng)的影響
        7.2.1 包殼壁面溫度分布
        7.2.2 流體溫度分布
        7.2.3 包殼外壁面熱流密度分布
        7.2.4 子通道換熱特性
    7.3 棒節(jié)徑比對(duì)流場(chǎng)的影響
        7.3.1 子通道流體質(zhì)量流率軸向分布
        7.3.2 截面二次流速度矢量分布
        7.3.3 子通道平均湍動(dòng)能軸向分布
        7.3.4 棒束間隙交混作用
    7.4 本章小結(jié)
第八章 全文總結(jié)及展望
    8.1 論文工作總結(jié)
    8.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)說(shuō)明
    8.3 進(jìn)一步研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號(hào)：3083330